Соединения призматическими шпонками.

Это соединение ненапряженное и требует изготовления вала и отверстия в ступице с большой точностью. Во многих случаях посадка ступицы на вал производится с натягом. Момент передается с вала на ступицу боковыми узкими гранями шпонки. При этом на них возникают напряжения смятия σсм, а в продольном сечении шпонки — напряжения среза τ (рис. 1).

Соединение призматической шпонкой
Рис. 1

Для простоты расчета допускают, что шпонка врезана в вал наполовину своей высоты, напряжения σсм распределяются равномерно по высоте и длине шпонки, а плечо равнодействующей этих напряжений равно d/2.

Расчет, учитывающий некоторое различие глубин врезания шпонок в вал и ступицу по ГОСТ 8788—58.

Рассматривая равновесие вала или ступицы при таких допущениях, получим условия прочности в виде:

sigma_{с м}={4T}/{hl_p d}<=delim{[}{sigma_{с м}}{]},~~~~(1)

tau={2T}/{bl_p d}<=delim{[}{tau}{]}.~~~~~~~~~~(2)

У стандартных шпонок размеры b и h подобраны так, что нагрузку соединения ограничивают не напряжения среза, а напряжения смятия. Поэтому при расчетах обычно используют только формулу (1).

Параллельность граней призматической шпонки позволяет осуществлять подвижные в осевом направлении соединения ступицы с валом (коробки скоростей и др.) Силы трения, возникающие при перемещении ступицы в подвижном соединении, могут нарушить правильное положение шпонки, поэтому ее рекомендуют крепить к валу винтами (рис. 2, а).

Целесообразно применять короткие шпонки, прикрепленные к ступице
Рис. 2

В некоторых конструкциях подвижных соединений целесообразно применять короткие шпонки, прикрепленные к ступице (рис. 2, б).

Сегментная и цилиндрическая шпонки.

Сегментная и цилиндрическая шпонки являются разновидностью призматической шпонки, так как принцип работы этих шпонок подобен принципу работы призматической шпонки.

Соединение сегментной шпонкой
Рис. 3

Конструкция соединения с помощью сегментной шпонки показана на (рис. 3). Глубокая посадка шпонки обеспечивает ей более устойчивое положение, чем у простой призматической шпонки. Это предохраняет шпонку от перекоса (выворачивания) под нагрузкой. Однако глубокий паз значительно ослабляет вал, поэтому сегментные шпонки применяют главным образом для закрепления деталей на мало нагруженных участках вала, например на концах валов. Аналогично соединению с призматической шпонкой для сегментной шпонки получим

sigma_{с м}approx {2T}/{kld}<=delim{[}{sigma_{с м}}{]}.~~~~~~(3)

При длинных ступицах можно ставить в ряд по оси вала две сегментные шпонки.

Конструкция соединения с цилиндрической шпонкой (штифтом) показана на (рис. 4). Цилиндрическая шпонка может использоваться для закрепления деталей на конце вала. Отверстие под шпонку сверлят и обрабатывают разверткой после посадки ступицы на вал. При больших нагрузках ставят две или три цилиндрические шпонки, располагая их под углом 180° или 120°. Цилиндрическую шпонку устанавливают в отверстие с натягом. В некоторых случаях шпонке придают коническую форму.

Соединение цилиндрической шпонкой
Рис. 4

Условие прочности соединения цилиндрической шпонкой по напряжениям смятия аналогично формуле (1)

sigma_{с м}approx {4T}/{d_ш ld}<=delim{[}{sigma_{с м}}{]}.~~~~~(4)






Навигация
Болты
Винты, шпильки, штифты, прокладки
Пружины
Заклепки
Шпонки
Гайки
Резьба
Валы
Муфты
Подшипники
Виды соединений
Передачи
Материал
Дополнительные материалы
Госты метизов
Сварка
Мы в соцсетях
podshipniki.moscow применяемость подшипников
Сортовой металлопрокат: str-steel.ru в Москве с доставкой.